AI odhaluje nové způsoby, jak se vypořádat se vzácnými a neléčitelnými onemocněními

Společnost Insilico Medicine dokázala pomocí umělé inteligence vyvinout lék na vzácné progresivní plicní onemocnění, jehož příčina není známa.

Zatím nebyl oficiálně schválen, ale v malých klinických studiích prokázal působivou účinnost při léčbě idiopatické plicní fibrózy (IPF), píše BBC na svém webu.

„Nemůžeme sice říct, že máme schválenou první molekulu objevenou a navrženou umělou inteligencí, ale určitě jsme na této cestě nejdále,“ řekl Zhavoronkov.

Podle Chrise Meiera z Boston Consulting Group (BCG) by využití umělé inteligence k objevování léků mohlo pro pacienty znamenat obrovský přínos.

Klasické uvedení nového léku na trh totiž trvá v průměru 10 až 15 let a stojí více než 2 miliardy dolarů (více než 48 miliard Kč). Navíc přibližně 90 % léků, které se dostanou do klinicích zkoušek, selže. Umělá inteligence by tak mohla zkrátit čas vývoje léků a přinést větší úspěch.

Právě BCG analyzuje využití AI v tomto procesu. Nejméně 75 molekul objevených umělou inteligencí vstoupilo do klinických zkoušek a očekává se, že jich bude mnohem více.

„To, že se nyní běžně dostávají do klinických zkoušek, je významný milník,“ uvedl doktor Meier. „Dalším a ještě větším milníkem bude, až začnou vycházet na druhém konci,“ dodal.

V rámci procesu objevování léků existují podle Meiera dva kroky, ve kterých se umělá inteligence uplatňuje nejintenzivněji.

Prvním je identifikace cíle na molekulární úrovni, který má lék korigovat. Například určitý gen nebo protein, který je v důsledku nemoci změněn tak, jak by neměl.

Vědci tradičně testují potenciální cíle v laboratoři experimentálně, na základě toho, co o nemoci vědí. Umělou inteligenci lze ale vycvičit k tomu, aby vytěžila rozsáhlé databáze, našla souvislosti mezi základní molekulární biologií a nemocí a poté předložila návrhy.

Druhý a častější způsob spočívá v návrhu léku, který má cíl korigovat.

Zde se využívá generativní AI, která je také základem ChatGPT, k představování molekul, které by se mohly navázat na cíl a fungovat. Tím se nahradí nákladný manuální proces, kdy chemici syntetizují mnoho set variant téže molekuly a zkoušejí je, aby našli tu optimální.

Společnost Insilico Medicine použila umělou inteligenci pro oba kroky. Navíc také pro předpovídání pravděpodobnosti úspěchu v klinických zkouškách, které pak zpětně využívá při své práci na objevování léků.

V současné době má firma v klinických zkouškách šest molekul včetně molekuly pro léčbu idiopatické plicní fibrózy, pro kterou se plánuje další fáze zkoušek.

Kromě toho byly čtyři molekuly schváleny k zahájení zkoušek a téměř třicet dalších se ukazuje jako slibné.

„Všechny tyto molekuly jsme objevili od nuly pomocí generativní umělé inteligence. Naše stroje pracují tak dlouho, dokud nepřijdou s dokonalým lékem, který splňuje všechna naše kritéria,“ řekl Zhavoronkov.

„Proces objevování byl mnohem rychlejší a úspornější, než je v tomto odvětví standardní,“ dodal.

Trval 18 měsíců a vyžadoval syntézu a testování 79 molekul, přičemž obvykle by se očekávaly zhruba čtyři roky a syntéza nejméně 500 molekul. Jiné molekuly společnosti Insilco mají podle Zhavoronkova ještě nižší počet.

Firma Insilico Medicine není jedinou, která se vývojem léků s podporou umělé inteligence zabývá. Řada menších biotechnologických společností, ale i větších farmaceutických firem nyní využívá AI k tomu, co bylo tradičně úkolem medicinálních chemiků.

Mezi ně patří například i novější hráč Alphabet, mateřská společnost Googlu, která koncem roku 2021 založila britskou společnost Isomorphic Labs zabývající se objevováním léčiv pomocí umělé inteligence.

Ačkoliv se někteří vědci bojí, že by umělá inteligence mohla vést ke snížení počtu farmaceutických pracovníků, podle profesorky strukturní bioinformatiky na Oxfordské univerzitě Charlotte Deaneová AI naopak těmto pracovníkům pomůže.

„Nastává nová éra, kdy je umělá inteligence středobodem procesu objevování léčiv. Jsme na začátku toho, jak dobré to může být,“ uzavřela Deaneová.